汽车传感器

汽车传感器的写法

汽车传感器介绍

汽车电子控制装置的应用越来越广泛，每个电子控制装置都包括传感器、电控单元、执行机构三部分。它是采用传感器监测汽车有关总成的工作状况，并将相关信息传给电控单元，电控单元经过分析、运算、判断后，发送指令给执行机构，从而使相关总成的工作状况达到。

汽车传感器是汽车部件中一种重要的传感电子设备，随着汽车配置的越来越高，汽车传感器的发展也越来越先进。

原理

氧传感器安装在排气歧管上，它可以检测废气中的氧气浓度，据此计算空燃比，并将结果传送到ECU。

例如：

1、废气中氧气浓度高

当废气中氧气的百分比很大时，ECU将据此判定空燃比大，即混合气很稀。

2、废气中氧气浓度低

当废气中氧气的百分比很小时，ECU将据此判定空燃比小，即混合气很浓。温度高于300℃时，所采用的陶瓷材料，用作氧化铁的导体。在此条件下，如果传感器两侧氧的百分比含量不同，就会在两端产生电压变化。两种环境（空气侧和排气侧）中不同含氧量的测量值的这种变化告诉ECU，在排气中剩余的氧含量，对保证燃烧有害废气生成是不合适的百分比。陶瓷材料在低于300℃温度时是非线性的，因而传感器不输送有用信号。ECU有一个特殊功能，即在暧机时（开环运转）停止对混合气的调整。传感器装有加热元件以尽快达到工作温度。当电流流过加热元件时，它缩短了使陶瓷成为铁的导体的时间，而且使得传感器可以装在排气管较后的部位。

在三元催化净化器中，ECU利用来自氧传感器的数据，调节空燃比，但其方法EFI装置各标准化油器多少有些不同。

在EFI装置中，EFI的ECU通过增减从喷油喷入气缸的燃油量，调节空燃比。如果ECU从氧传感器检测到混合气太浓，就会逐渐减少燃油喷射量，于是混合气就变稀了。实际空燃比因此变得比理论空燃比大些（稀些）。发生这种情况时，ECU通过氧传感器测出这个事实，就会开始逐渐增加喷射量。这样，空燃比就会娈得低些（浓些）直到低于理论空燃比。于是，这样循环反复，ECU主浊以这种方式，不断地增减空燃比，使实际空燃比接近理论空燃比。

在使用化油器的装置中，是用调节进入进气口的空气量调节空燃比。混合气通常保持略浓理论空燃比。ECU内氧传感器不断得到空燃比的信息，并要据实际空燃比操纵EBCU（电控进气阀）调节进入化油器进气口的空气量。如果混合气太浓，就允许较多空气进入，使其变稀：如果混合气太稀，就允许较少空气进入，使其变浓些。

故障

1、氧传感器一旦出现故障，将使电子燃油喷射系统的电脑不能得到排气管中氧浓度的信息，因而不能对空燃比进行反馈控制，会使发动机油耗和排气污染增加，发动机出现怠速不稳、缺火、喘振等故障现象。因此，必须及时地排除故障或更换。?1、积碳?

由于发动机燃烧不好，在氧传感器表面形成积碳，或氧传感器内部进入了油污或尘埃等沉积物，会阻碍或阻塞外部空气进入氧传感器内部，使氧传感器输出的信号失准，ECU不能及时地修正空燃比。产生积碳，主要表现为油耗上升，排放浓度明显增加。此时，若将沉积物清除，就会恢复正常工作。?

2、氧传感器中毒

氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只能更换了。?

另外，氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说，汽油和润滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅，硅橡胶密封垫圈使用不当散发出的有机硅气体，都会使氧传感器失效，因而要使用质量好的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等

3、氧传感器陶瓷碎裂?

氧传感器的陶瓷硬而脆，用硬物敲击或用强烈气流吹洗，都可能使其碎裂而失效。因此，处理时要特别小心，发现问题及时更换。?

4、加热器电阻丝烧断?

对于加热型氧传感器，如果加热器电阻丝烧蚀，就很难使传感器达到正常的工作温度而失去作用。?

5、氧传感器内部线路断脱。

检查

1、氧传感器加热器电阻的检查

拔下氧传感器线束插头，用万用表电阻档测量氧传感器接线端中加热器接柱与搭铁接柱之间的电阻，其阻值为4-40Ω(参考具体车型说明书)。如不符合标准，应更换氧传感器。

2、氧传感器反馈电压的测量?

测量氧传感器的反馈电压时，应拔下氧传感器的线束插头，对照车型的电路图，从氧传感器的反馈电压输出接线柱上引出一条细导线，然后插好线束插头，在发动机运转中，从引出线上测出反馈电压(有些车型也可以由故障检测插座内测得氧传感器的反馈电压，如丰田汽车公司生产的系列轿车都可以从故障检测插座内的OX1或OX2端子内直接测得氧传感器的反馈电压)。?

对氧传感器的反馈电压进行检测时，使用具有低量程(通常为2V)和高阻抗(内阻大于10MΩ)的指针型万用表。具体的检测方法如下：?

1)将发动机热车至正常工作温度(或起动后以2500r/min的转速运转2min)；

2)将万用表电压档的负表笔接故障检测插座内的E1或蓄电池负极，正表笔接故障检测插座内的OX1或OX2插孔，或接氧传感器线束插头上的号|出线；

3)让发动机以2500r/min左右的转速保持运转，同时检查电压表指针能否在0-1V之间来回摆动，记下10s内电压表指针摆动的次数。在正常情况下，随着反馈控制的进行，氧传感器的反馈电压将在0.45V上下不断变化，10s内反馈电压的变化次数应不少于8次。如果少于8次，则说明氧传感器或反馈控制系统工作不正常，其原因可能是氧传感器表面有积碳，使灵敏度降低所致。对此，应让发动机以2500r/min的转速运转约2min，以清除氧传感器表面的积碳，然后再检查反馈电压。如果在清除积碳可后电压表指针变化依旧缓慢，则说明氧传感器损坏，或电脑反馈控制电路有故障。

4）检查氧传感器有无损坏

拔下氧传感器的线束插头，使氧传感器不再与电脑连接，反馈控制系统处于开环控制状态。将万用表电压档的正表笔直接与氧传感器反馈电压输出接线柱连接，负表笔良好搭铁。在发动机运转中测量反馈电压，先脱开接在进气管上的曲轴箱强制通风管或其他真空软管，人为地形成稀混合气，同时观看电压表，其指针读数应下降。然后接上脱开的管路，再拔下水温传感器接头，用一个4-8KΩ的电阻代替水温传感器，人为地形成浓混合气，同时观看电压表，其指针读数应上升。也可以用突然踩下或松开加速踏板的方法来改变混合气的浓度，在突然踩下加速踏板时，混合气变浓，反馈电压应上升；突然松开加速踏板时，混合气变稀，反馈电压应下降。如果氧传感器的反馈电压无上述变化，表明氧传感器已损坏。?

另外，氧化钛式氧传感器在采用上述方法检测时，若是良好的氧传感器，输出端的电压应以2.5V为中心上下波动。否则可拆下传感器并暴露在空气中，冷却后测量其电阻值。若电阻值很大，说明传感器是好的，否则应更换传感器。?

5)氧传感器外观颜色的检查?

从排气管上拆下氧传感器，检查传感器外壳上的通气孔有无堵塞，陶瓷芯有无破损。如有破损，则应更换氧传感器。

;通过观察氧传感器部位的颜色也可以判断故障：①淡灰色：这是氧传感器的正常颜色；?②白色：由硅污染造成的，此时必须更换氧传感器；?③棕色：由铅污染造成的，如果严重，也必须更换氧传感器；?④黑色：由积碳造成的，在排除发动机积碳故障后，一般可以自动清除氧传感器上的积碳。

结束语：为了节能和防止汽车污染，西方发达国家大都装有氧传感器，对我国来说装汽车用氧传感器势在必行。我国汽车工业同国外的主要差距之一，也表现在汽车传感器方面。因此，可得出氧传感器推广应用的前景十分乐观。

识别

（1）传感器的结构、安装位置与用途

汽车用各种传感器的结构、安装位置与用途，如表1所示。

　表1汽车传感器的结构、安装位置与用途

（2）汽车传感器的类型

传感器按能量关系分类，可分为主动型和被动型传感器。汽车上使用的传感器大多数是被动型传感器，这种被动型传感器需要外加输人电源（一般为＋5V），它才能输出电信号。例如温度传感器，它以改变电阻值的方式向外输出电信号，但信号的输出需要测试回路提供电源，且电源的输出能量要受测试对象输出信号所控制。采用电阻、电感、电容及应变效应、磁阻效应、热阻效应制成的传感器都属于被动型传感器。

主动型传感器是指传感器本身在吸收了能量（光能和热能）经它本身变换后再输出电能。例如，太阳能电池和热电偶输出的电能分别来源于传感器吸收的光能和热能。因此主动型传感器不需要外加电源，它本身是一个能量变换器。例如采用压电效应、磁致伸缩效应、热电效应、光电效应等制成的传感器都属于主动型传感器。

（3）汽车传感器输出的信号

从传感器输出的信号，有模拟信号和数字信号两种，如图1－1所示。信号输人ECU后，首先通过输人回路，这其中数字信号可直接输入微机，而模拟信号则必须由A／D（模／数转换器）转换成数字信号后再输人微机。

微机根据汽车工作的需要，把各种传感器输入的信号和数据进行运算处理，并把处理结果送往输出回路。输出回路将微机输出的数字信号转换成可以驱动执行元件的输出信号，控制大功率三极管的导通和截止，最终控制执行元件的动作。

（4）汽车传感器接头端子连接线路

汽车传感器接头端子数量及连接线路如表2所示。

表2汽车传感器接头端子数量及连接线路

使用

（1）汽车传感器的性能要求

汽车用传感器的性能指标包括精度指标、响应性、可靠性、耐久性、结构紧凑性、适应性、输出电平和制造成本等。

①有较好的环境适应性。汽车工作环境温度是在-40～80°C，各种道路条件下运行，特别是发动机承受着巨大的热负荷、热冲击、振动等，因此要求传感器能适应温度、湿度、冲击、振动、腐蚀及油液污染等恶劣工作环境。

②要求汽车传感器工作稳定性好、可靠性高。

③再现性好。由于计算机在汽车上的应用，要求传感器再现性一定要好，因为即使传感器线性特性不良，通过电脑可以修正。

④具有批量生产和通用性。由于汽车工业的发展，要求传感器应具有批量生产的可能性。一种传感器可用于多种控制，如把速度信号微分，可求得加速度信号等，所以传感器应具有通用性。

⑤要求小型化，便于安装使用，检测识别方便。

⑥应符合有关标准要求。

⑦传感器数量不受限制。

在现代汽车电子控制系统中，传感器可把被测参数转变成电信号，无论参数数量怎样多．只要把传感器信号输人电脑，就可以进行处理，实现高精度控制。在表1中给出了汽车传感器的检测项目和精度要求。

表1汽车传感器的检测项回和精度要求

汽车电子控制系统中的传感器经受着发动机的热负荷、振动、冲击，气、泥泞道路等恶劣环境，因此要求传感器应能适应这种恶劣环境和条件。表2为汽车发动机用传感器工作环境条件。汽车用传感器的技术指标如表3所示。

表2发动机控制用传感器的工作环境条件

表3发动机控制用传感器的技术指标

（2）汽车传感器的使用原则

①量程的选择。量程是传感器测量上限和下限的代数差。例如检测车高用的位移传感器，要求测量上限为40mm，测量下限为-40mm，则选择位移传感器的量程应为80mm。

②灵敏度的选择。传感器输出变化值与被测量的变化值之比称之为灵敏度。例如，测量发动机水温的传感器，它的测量变化值为170℃（-50～120℃），而它的输出电压值要求为0～5V，所以选择其灵敏度为5V/170℃。

③分辨率的选择。分辨率表示传感器可能检测出的被测信号的最小增量。例如，发动机曲轴位置传感器，要求分辨率为0.1°，也就是表示设计或选择数字传感器时，它的脉冲当量选择为0.1°。

④误差的选择。误差是指测量指示值与真值之间的差。有的用值表示，例如温度传感器的误差为±2℃；有的用相对于满量程之比表示。例如，空气流量传感器的相对误差为±1％。传感器误差是系统总体误差所要求的，应当得到满足。

⑤重复性的选择。重复性是传感器在工作条件下，被测量的同一数值，在一个方向上进行重复测量时，测量结果的一致性。例如检测发动机在转速上升时期对某一个速度重复测量时数值的一致性或误差值多大，应满足规定要求。

⑥线性度的选择。汽车传感器的线性度是指它的输人输出关系曲线与其理论拟合直线之间的偏差。这种偏差要选择大小一定，重复性要好，而且有一定的规律，这样在电脑处理数据时可以用硬件或软件进行补偿。

⑦过载的选择。过载表示传感器允许承受的输人量（被测量）。在这个输人量作用下传感器的各项指标应保证不超过其规定的公差范围。一般用允许超过测量上限（或下限）的被测量值与量程的百分比表示。选择时只要实际工况超载量不大于传感器说明书上规定值就可以。

⑧可靠度的选择。可靠度的含义是在规定条件（规定的时期，产品处的环境条件、维护条件和使用条件等）下，传感器正常工作的可能性。例如压力传感器的可靠度为0.997（2000h），它是指压力传感器符合上述条件时，工作20OOh，它的可靠性（概率）为0.997（99.7％）。在选择工作时间长短及概率两指标时都要符合要求，才能保证整个系统的可靠性指标。

⑨响应时间的选择。传感器的响应时间（或称建立时间）是在阶跃信号激励后，传感器输出值达到稳定值的最小规定百分数（如5％）时所需时间。例如压力传感器响应时间要求是10ms，也就是要求该传感器在工作条件下，从输人信号加人后，要经10ms后，它的输出值才达到所要求的数值。这个参数大小会直接影响汽车起动时间的大小，所以在选择时只能小于10ms，才能满足汽车起动时间或工况变换的时间要求。